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前言

      去年四月份大一下半学期正式开始学习Java，一路从java基础、数据库、jdbc、javaweb、ssm以及Springboot，其中也学习了一段时间数据结构。

      在javaweb期间做了图书商城项目、ssm阶段做了权限管理项目，springboot学了之后手痒去b站看视频做了个个人博客项目(已部署到服务器，正在备案中)。期间也不断进行做笔记，总结，但是越学到后面越感觉有点虚，觉得自己基础还有欠缺。

      之后一段时间我会重新回顾java基础、学习一些设计模式，学习多线程并发之类，以及接触一些jvm的相关知识，越学到后面越会感觉到基础的重要性，之后也会以博客形式输出学习的内容。

      现在整理的java知识基础点是在之前学习尚硅谷java课程的笔记基础之上加工汇总，部分图片会引用尚硅谷或网络上搜集或自己画，在重新回顾的过程中也在不断进行查漏补缺，尽可能将之前困惑的点都解决，让自己更上一层楼吧。

      博客目录索引：博客目录索引(持续更新)

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一、Java的程序结构

源文件、类、方法

• 关系：类存在源文件中，方法存在类中，语句存在方法
• 各自含义：
  • 源文件：扩展名为.java带有类的定义。类用来表示程序的组件，类的内容必须包含在{}中。
  • 类：类中带有一个或多个方法，方法必须在类内部声明。
  • 方法：方法中包含一连串执行的指令，也是包裹在{}中，一个方法就是一个函数或过程。

当Java虚拟机启动执行时，首先会寻找你指定的类(例如java class文件名)，接着锁定类中的一个特定main()方法：

public static void main(String[] args){
}

紧接着虚拟机会执行main方法{}中的函数所有指令，每一个Java程序最少有一个类以及一个main()，一个应用程序只有一个main函数！！！

执行过程为三步：保存、编译、运行。

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编译器及JVM各自作用

编译器：Java强类型语言，不容许变量保存类型的数据(类型安全性问题)，其能找到所有的编译型错误，语法错误，以及对一些违反调用private方法的程序检查。并不会处理一些异常问题，例如字符串除数字。主要就是能够容许动态绑定功能，java可以在执行期引用连程序员都没有预期会碰到的类型。

JVM：期间处理一些问题会抛出异常，存取权限的安全问题，确保不会有人在执行前修改二进制代码。

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二、关键字及标识符

关键字与保留字

关键字与保留字都有特殊含义，命名时不能使用下列名称定义

关键字：对java的编译器有特殊的意义，用来表示一种数据类型或者表示程序的结构等。

• 定义数据类型：class、interface、enum、byte、short、int、long、float、double、char、boolean、void
• 定义流程控制：if、else、switch、case、default、while、do、for、break、continue、return
• 定义访问权限：private、protected、public、extends、implements
• 定义建立实例与引用实例，判断实例：new、this、super、instanceof
• 用于异常处理：try、catch、finally、throw、throws
• 用于包：package、import
• 其他修饰符关键字：native、strictfp、transient、volatile、assert
• 定义数据类型值的字面值：true、false、null
• 其他关键字：abstract、static、synchronized

保留字：是为java预留的关键字，他们暂时还没有作为关键字，在以后升级版本可能会作为关键字。

• byValue, cast, false, future, generic,inner, operator, outer, rest, true, var，goto，const, null

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标识符

标识符含义、规则以及命名规范

标识符：命名时使用的序列，java中严格区分大小写。

标识符规则：

• 可有英文字母大小写、0-9数字、_或$字符组成。
• 不能使用数字开头，同时标识符不能包含空格。
• 不能使用关键字或保留字，但是可以包含关键字或保留字。
• 严格区分大小写，长度没有限制。

标识符命名规范：仅仅只是种规范，并不强求，但是一般都遵守这种规范

• 包名：可以多单词组成，全小写，例如：xxxyyyzzz。
• 类名、接口名：可以多单词组成，所有单词首字母都大写，例如：XxxYyyZzz。
• 变量名、方法名：多单词组成时，第一个首字母小写，第二个单词后每个单词首字母都大写，例如：xxxYyyZzz。
• 常量名：所有字母都大写，多单词时每个单词使用下划线连接，例如：XXX_YYY_ZZZ。

其他说明：由于java采用unicode字符集，所以标识符中也可以包含汉字，但是通常不建议使用！！！

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三、数据类型

初识数据类型

注意注意，这是数据类型，不是数据结构！！！

Java是强类型的，其含义：需要明确指出的类型，定义，声明及赋值。

所有数据类型包含内容以及取值范围如下图：

其中2的31次方都有21亿了，一般来说int就都够用了，在这里特地说明下数字大小。

计算机换算单位(小到大)：bit、B(byte)、Kbit、KB、Mbit、MB、Gbit、GB、Tbit、TB…，换算关系如下图：

• bit：是计算机中最小的存储单位。
• byte：计算机中基本的存储单位。上面一些基本类型就是使用字节byte表示。

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基本类型

整数类型

Java各整数类型具有固定的表数范围以及字段长度，不受具体OS(operation system 操作系统)的影响，保证java的可移植性。

整数类型有：byte、short、int、long

定义方式很简单如下：

//下列定义类型在占内存以及可取值范围都越来越大
byte x = 2;
short y = 2;
int z = 2;
long d = 2L;

需要说明的几点：

注意点：

• 定义long类型时，若是后面不加l或者L会认为是int型，所以定义long需要如long d = 100l或long d=100L

• 大容量值不能赋给小容量值，如下：

  • int x = 24;
    byte x1 = x;//这是错误的，编译会报错为：不兼容的类型，从int类型转为byte类型可能会有精度损失
    //若是硬要转，想要跳过编译器处理，可以使用这种方式：byte x1 = (byte)x
    

• 小容量值可以赋给大容量值，如下：

  • byte x = 24;
    int y=x;//这是允许的
    

说明：我们通常来说定义int就足够用了，特定情况需要使用long类型。

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浮点型

Java的浮点型常量默认为double型

分别是单精度float、双精度double

定义方式如下：

float f = 1.5f //或者float f = 1.5F
double d = 1.5;

注意点：

• 定义float类型时，若后面不加’f’或者’F’，都直接会被默认为double类型。

• 大容量不能赋给小容量，见下面情况：

  • //情况一：直接变量赋值
    double f = 3;
    float d = f; //这里编译会报错，会损失精度，若想要跳过编译报错，如float d = (float)f
    
    //情况二：
    float e = 13;
    float d = e + 12.5;//同样也是会编译报错，因为12.5默认为double类型，两者相加就是double类型，所以需要修改如下
    //float d = (float)e + 12.5
    

• 小容量也是可以赋给大容量。

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字符型

可以为任意单个字符或者转义字符

范围为：0-65535

定义方式：

char a = 'a';
char a = 97;//允许
char a = (char) 97.0; //97.0为double类型，需要向下转型
char a = '\\';//转义字符，输出为\

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布尔类型

只能通过true或false表示

定义如：boolean a = true; 或者 boolean a = false;

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总结

这里暂时不介绍引用数据类型，对基本类型进行总结

上述几个类型大小排序为：byte、char、short <int<float<long<double

大容量赋给小容量都需要进行向下转型，否则会有编译问题。

需要注意的如下：

①其中比较特殊的是char它内存中占2个字节却能够与int相互赋值而不用进行向下转型，如：

//下面两种都是可以编译通过的
int a = 'a';
char b = 12;

②java在运算的时候，如果操作数都在int范围内，那么一律按在int空间运算。

简单来说：byte、char、short 这三个类型进行运算，其结果一定是int类型。

byte a = 10;
short b = 11;
short c = (short) (a+b);//这里需要向下转型 或者 int d = a+b;

我们这样想byte是1字节，short是2字节，char也是2字节，编译器应该是通过计算其内存占用空间，1字节+2字节=3字节，那么不就超过了这个三个类型的任意一个了嘛，所以就会出现直接使用int来得到值的情况。

③强制向下类型转换会缺失精度，举例介绍。

float a = 15.2f;
int b = (int) a;
System.out.println(b);  //结果为15，向下类型转换会缺失精度

④Java中定义基本类型时一定要赋初值，否则编译报错。

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引用类型(String)

String属于引用数据类型中的class类，也叫做字符串，下面暂时只介绍连接字符串情况。

一般类的话若是创建对象需要new出来，而声名String类型变量，可以使用""包裹。

String可以与8种基本数据类型变量做运算，并且运算只能是连接运算，使用的+号。

下面列举几种比较特殊情况：

①普通连接运算，连接到原本字符串之后

String str = "";
str += 'a';  //"a"
str += true; //"atrue"

②String可以为空字符串，而char不行

String str = "";//编译通过
char a = '';//编译不通过

③String与char相加会变为String；char与char相加会对ASCII码进行累加，此时若+字符串，就会相连，如下情况：

//案例1：整型、字符串与char相混
char c = 'a';
int num = 10;
String str = "hello";
System.out.println(c+num+str);//107hello  
System.out.println(c+str+num);//ahello10
System.out.println(c+(num+str));//a10hello
System.out.println((c+num)+str);//107hello
System.out.println(str+num+c);//hello10a
//说明：从前往后，若是char与string相加那么就会变为字符串，char与char相加就会按照ASCII码相加

//案例2：字符串及转义类型
System.out.println("*    *");         //*	*
System.out.println('*'+'\t'+'*');     //93
System.out.println('*' + "\t" + '*'); //*	*
System.out.println('*'+'\t'+"*");     //93*
System.out.println('*'+('\t'+"*"));   //*   *

• char字符相加也就是其ASCII相加，输出时会是数字。
• char字符与String相加，会连接成字符串；若是char是转义字符单独与String相加，配合输出时带有转义效果。

String是常量类，底层就是使用的char value[]来进行存储数据的。

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四、运算符

算术运算符

算术运算符指：+,-,*,/…

整数自增问题说明：

//问题描述：+1编译问题
short x = 1;
x = x+1;//这样有编译问题的！需要向下转型 x = (short)x+1;

//解决：自增或者+=
x++;//这样就不会出现向下转型情况了。
//或
x += 1; //这样也是可行的

浮点数除数问题：

//问题描述：结果为整数，缺失了精度
float f = 5/2;//先计算右边5/2 按照整数相除计算再赋值给f变量,所以会为2.0
System.out.println(f);//2.0

//解决：求得浮点数
float f = (float) (5/2.0); //参与运算的需要为浮点数，这样运算会进行浮点数运算
System.out.println(f);//2.5

比较细节问题

1、基本数据类型中的内存空间问题

byte b = 127;//byte范围为[-128,127]
b++;//底层存储数据采用补码127为[01111111]补+1=[10000000]补  所以其结果就表示为-128
System.out.println(b);//-128

2、浮点型赋值给整型损失精度

int i = 1;
i = (int) 0.1;
System.out.println(i);//0

3、多个自增运算

int n = 10;
n+= (n++)+(++n);// n = n+(n++)+(++n)=(10+10+11)+1=32 最后运算结束了还会自增1
System.out.println(n);//32 

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比较运算符

比较运算符指==、>=、<=、!=…

比较运算符的结果都是boolean类型的，要么是true，要么是false，见下图即可：

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五、乱码字符集

我们常常会遇到转换字符集时，中文变乱码的情况，下面就说明一下。

乱码：世界上有许多不同的编码格式，同一个二进制数字可以被解释成不同字符，当我们打开一个文件时，若不是按照原本编码格式打开，很容易出现乱码问题，尤其是中文的乱码。

常见的几种编码格式：ASCII码、Unicode编码、UTF-8编码、ANSI编码(又叫GBK字符集)。

      计算机底层是用0、1表示的，为了表示不同的字符，那么就需要使用编码来进行表示，最初的字符集是ASCII码，起初只是针对于美国，之后不同国家也慢慢普及了，这时候就出现问题了，每个国家都有各自的编码。

      接着出现了Unicode编码：将世界上所有的符号都纳入其中，每一个符号都给予一个独一无二的编码，使用Unicode就没有乱码的问题。缺点就是都使用4个字节表示，造成空间的极大浪费。

      最终实际落地的是UTF-8字符集，它是互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式，其是一种变长的编码格式，可以使用1-6字节表示一个符号，能够解决Unicode编码的缺点，这里不过多介绍。

      最后再介绍一下ANSI编码，又叫做GBK字符集，在中文版windows系统中就是表示中文，若是你其中有文字是ANSI编码的，再使用UTF-8编码格式打开就会出现乱码情况！！！ANSI并不是某一种特定的字符编码，而是在不同的系统中，ANSI表示不同的编码。

若是想详细了解一下Unicode、UTF-8、ANSI可以看文章：彻底弄懂 Unicode 编码、ANSI是什么编码？

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运算符优先级

见下图即可：

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参考资料

[1]. Java中保留字和关键字的区别

[2]. 计算机存储单位换算 包含各种单位换算

[3]. 尚硅谷_Java零基础教程(宋红康主讲)